JPH04133357A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents
半導体装置の作製方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は信頼性の高い太陽電池なとの多結晶珪素光電変
換装置に関するものである。
換装置に関するものである。
〔発明の詳細な説明)
本発明は熱再結晶化によって得られる多結晶珪素半導体
層がこの熱再結晶化の際に縮むことに着目し、ガラス基
板としてこの基板上に設けられる珪素半導体層と同じ収
縮率を持つガラス基板を用いたことを特徴とする光電変
換装置に関するものである。
層がこの熱再結晶化の際に縮むことに着目し、ガラス基
板としてこの基板上に設けられる珪素半導体層と同じ収
縮率を持つガラス基板を用いたことを特徴とする光電変
換装置に関するものである。
従来多結晶珪素半導体層を用いた薄膜太陽電池などの光
電変換装置は、ガラスなとの絶縁基板上に裏面電極を形
成し、その上に気相化学反応法によりa−5i膜などの
非晶質珪素半導体層を形成し、これを熱再結晶化(〜6
00”C以上)させることにより得た多結晶珪素半導体
層を用いていた。
電変換装置は、ガラスなとの絶縁基板上に裏面電極を形
成し、その上に気相化学反応法によりa−5i膜などの
非晶質珪素半導体層を形成し、これを熱再結晶化(〜6
00”C以上)させることにより得た多結晶珪素半導体
層を用いていた。
熱再結晶化を行なうためには600℃以上の温度中にお
いて数十時間の時間をがけ熱アニールを行なわなければ
ならない。この工程において非晶質状態の珪素半導体薄
膜は熱収縮をおこし、できあがった多結晶珪素半導体薄
膜にはクラック(ひび割れ)や基板からの剥離が生じて
しまう。
いて数十時間の時間をがけ熱アニールを行なわなければ
ならない。この工程において非晶質状態の珪素半導体薄
膜は熱収縮をおこし、できあがった多結晶珪素半導体薄
膜にはクラック(ひび割れ)や基板からの剥離が生じて
しまう。
例えばPIN構造を有する光電変換装置では、このクラ
ックの発生によってP層と1層が電気的にショートして
しまう等の問題が発生し、電気的特性を低下させてしま
う。
ックの発生によってP層と1層が電気的にショートして
しまう等の問題が発生し、電気的特性を低下させてしま
う。
本発明は、熱再結晶化によって作製される多結晶珪素半
導体を用いた光電変換装置などの半導体装置において、
半導体層と基板との剥離や半導体層にクラックか生じな
い高信頼性を有する半導体装置を発明することを目的と
する。
導体を用いた光電変換装置などの半導体装置において、
半導体層と基板との剥離や半導体層にクラックか生じな
い高信頼性を有する半導体装置を発明することを目的と
する。
本発明は、珪素半導体が600℃の温度において示す熱
収縮率と同じ熱収縮率を示すガラス基板を用いたことを
特徴とする多結晶珪素半導体装置である。
収縮率と同じ熱収縮率を示すガラス基板を用いたことを
特徴とする多結晶珪素半導体装置である。
熱再結晶化によって非晶質珪素半導体層を多結晶化させ
る場合にこの半導体層は熱によって縮みをおこす。する
と基板、代表的にはガラス基板との熱膨張係数の違いな
どから基板からの剥離、半導体層中でのクラックの発生
などの諸問題か発生するが、基板も半導体層と同じよう
に縮むならばこのような問題は解決することかできる。
る場合にこの半導体層は熱によって縮みをおこす。する
と基板、代表的にはガラス基板との熱膨張係数の違いな
どから基板からの剥離、半導体層中でのクラックの発生
などの諸問題か発生するが、基板も半導体層と同じよう
に縮むならばこのような問題は解決することかできる。
本発明は珪素と同じ縮み方をするガラス基板を用いるこ
とにより上記に記した熱再結晶化工程における珪素半導
体層の基板からの剥離や珪素半導体層中に発生するクラ
ックの発生を防止するものである。
とにより上記に記した熱再結晶化工程における珪素半導
体層の基板からの剥離や珪素半導体層中に発生するクラ
ックの発生を防止するものである。
また発明の構成は珪素半導体層に限らず一般に非単結晶
半導体を熱再結晶化させる場合に有効である。ここてい
う非単結晶半導体とは非晶質半導体のみならず結晶化か
不十分な準結晶状態、粒径の小さい微結晶状態を含むも
のである。
半導体を熱再結晶化させる場合に有効である。ここてい
う非単結晶半導体とは非晶質半導体のみならず結晶化か
不十分な準結晶状態、粒径の小さい微結晶状態を含むも
のである。
本実施例はガラス基板としてANガラスを用いて多結晶
珪素太陽電池を作製したものである。
珪素太陽電池を作製したものである。
以下に第1図に従い作製工程を示す。
まずANガラス基板(11)上に裏面電極用に金属とし
てCr(12)を公知のスパッタ法または蒸着法により
500〜2000人の厚さに成膜する。
てCr(12)を公知のスパッタ法または蒸着法により
500〜2000人の厚さに成膜する。
つぎに前記Cr電極上にPCVD法によりN型半導体層
となる非晶質珪素半導体層(13)を以下の条件で10
0〜500人の厚さに成膜する。
となる非晶質珪素半導体層(13)を以下の条件で10
0〜500人の厚さに成膜する。
PH3/5iH4= 0.1〜1 (総流量500se
cm)RFパワー 10〜80W (13,56MHz
)圧力 0.01〜l Tarr 成膜温度 100〜400℃ つぎにI型半導体層となる非晶質珪素半導体層(14)
を以下の条件で0.5〜5μmの厚さに成膜する。
cm)RFパワー 10〜80W (13,56MHz
)圧力 0.01〜l Tarr 成膜温度 100〜400℃ つぎにI型半導体層となる非晶質珪素半導体層(14)
を以下の条件で0.5〜5μmの厚さに成膜する。
5iH4= 10”−100secm
RFパワー10〜80W (13,56MH2)圧力
0.01〜I Torr 成膜温度 100〜400℃ つぎにP型半導体層となる非晶質珪素半導体層(15)
を以下の条件で100〜500人の厚さに成膜する。
0.01〜I Torr 成膜温度 100〜400℃ つぎにP型半導体層となる非晶質珪素半導体層(15)
を以下の条件で100〜500人の厚さに成膜する。
BJs/5iH4= 0.1〜l (総流量50sec
m)RFパワー 10〜80W (13,56MH2)
圧力 0.01〜l Torr 成膜温度 100〜400”C つぎにN2雰囲気化において10〜100時間かけて熱
再結晶化させ多結晶珪素半導体層を得た。
m)RFパワー 10〜80W (13,56MH2)
圧力 0.01〜l Torr 成膜温度 100〜400”C つぎにN2雰囲気化において10〜100時間かけて熱
再結晶化させ多結晶珪素半導体層を得た。
最後に透明電極であるITO電極(16)を2000人
の厚さに公知のスパッタ法によって成膜し、多結晶珪素
太陽電池を完成させた。
の厚さに公知のスパッタ法によって成膜し、多結晶珪素
太陽電池を完成させた。
本実施例において用いたガラス基板(11)の変わりに
石英基板を用いた多結晶珪素太陽電池を比較例として作
製し、その表面の様子を表した図を第2図に示す。
石英基板を用いた多結晶珪素太陽電池を比較例として作
製し、その表面の様子を表した図を第2図に示す。
本発明の構成をとると第2図にあるようなりラックはま
ったく発生せず、きれいな多結晶珪素半導体層表面を得
ることかできた。
ったく発生せず、きれいな多結晶珪素半導体層表面を得
ることかできた。
本実施例においてはANガラスをそのまま用いたか、A
Nガラスを前熱処理することによってさらに高い信頼性
を存する半導体装置、例えば多結晶珪素太陽電池を作製
することができる。
Nガラスを前熱処理することによってさらに高い信頼性
を存する半導体装置、例えば多結晶珪素太陽電池を作製
することができる。
第3図は旭硝子のAN−2ノンアルカリガラスをN2雰
囲気中において610℃の温度で12時間の熱処理を行
なった場合におけるガラスの縮み率の温度依存特性(A
)と、同じ材質のガラスで熱処理を行なわなかった場合
(B)におけるガラスの縮み率の温度依存特性を示した
ものである。
囲気中において610℃の温度で12時間の熱処理を行
なった場合におけるガラスの縮み率の温度依存特性(A
)と、同じ材質のガラスで熱処理を行なわなかった場合
(B)におけるガラスの縮み率の温度依存特性を示した
ものである。
このことを利用して半導体層の熱収縮率に合わせてガラ
ス基板の熱的性質を熱処理によりコントロールすること
かでき、高信頼性を有する半導体装置、特に太陽電池を
得ることができる。
ス基板の熱的性質を熱処理によりコントロールすること
かでき、高信頼性を有する半導体装置、特に太陽電池を
得ることができる。
本発明の構成を得ることによって、クラックや剥離のな
い高信頼性を有する半導体装置を作製することができた
。
い高信頼性を有する半導体装置を作製することができた
。
第1図は本実施例において作製した多結晶珪素太陽電池
の作製工程を示す。 第2図は本実施例において用いたANガラスの変わりに
石英を基板として用いた比較例の多結晶珪素半導体層の
表面の様子を表した図である。 第3図は熱処理したANガラヌの縮み率と温度の関係を
示すグラフである。 (1)・・・ガラス基板 (2)・・・Cr電極 (3)・・・P型半導体層 (4)・・・I型半導体層 (5)・・・N型半導体層 (6)・・・透明電極
の作製工程を示す。 第2図は本実施例において用いたANガラスの変わりに
石英を基板として用いた比較例の多結晶珪素半導体層の
表面の様子を表した図である。 第3図は熱処理したANガラヌの縮み率と温度の関係を
示すグラフである。 (1)・・・ガラス基板 (2)・・・Cr電極 (3)・・・P型半導体層 (4)・・・I型半導体層 (5)・・・N型半導体層 (6)・・・透明電極
Claims (1)
- (1)珪素半導体が600℃の温度において示す熱収縮
率と同じ熱収縮率を示すガラス基板上に設けられた多結
晶珪素半導体層を有することを特徴とする光電変換装置
。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25451590A JP3262232B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 半導体装置の作製方法 |
US07/764,324 US5192991A (en) | 1990-09-25 | 1991-09-24 | Crystallized polycrystalline semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25451590A JP3262232B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 半導体装置の作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04133357A true JPH04133357A (ja) | 1992-05-07 |
JP3262232B2 JP3262232B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=17266120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25451590A Expired - Fee Related JP3262232B2 (ja) | 1990-09-25 | 1990-09-25 | 半導体装置の作製方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5192991A (ja) |
JP (1) | JP3262232B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008513976A (ja) * | 2004-09-15 | 2008-05-01 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | 半導体層の再結晶化及びドーピングを同時に行うための方法並びにこの方法によって製造される半導体層構造 |
CN109449256A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-03-08 | 含山县领创新材料科技有限公司 | 一种太阳能电池用硅基薄膜的低成本生产方法 |
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JP4152574B2 (ja) * | 2000-09-25 | 2008-09-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 薄膜の成膜方法および半導体装置の製造方法 |
US6509204B2 (en) | 2001-01-29 | 2003-01-21 | Xoptix, Inc. | Transparent solar cell and method of fabrication |
US8148192B2 (en) * | 2010-02-22 | 2012-04-03 | James P Campbell | Transparent solar cell method of fabrication via float glass process |
US8168467B2 (en) * | 2010-03-17 | 2012-05-01 | James P Campbell | Solar cell method of fabrication via float glass process |
US8129215B1 (en) | 2011-04-01 | 2012-03-06 | James P Campbell | Method for producing high temperature thin film silicon layer on glass |
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KR910007465B1 (ko) * | 1988-10-27 | 1991-09-26 | 삼성전관 주식회사 | 비정질 실리콘 태양전지의 제조방법 |
JP2829653B2 (ja) * | 1989-01-21 | 1998-11-25 | キヤノン株式会社 | 光起電力素子 |
US5064477A (en) * | 1990-01-16 | 1991-11-12 | Delahoy Alan E | Radiant energy sensitive device and method |
-
1990
- 1990-09-25 JP JP25451590A patent/JP3262232B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-09-24 US US07/764,324 patent/US5192991A/en not_active Expired - Lifetime
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JP2008513976A (ja) * | 2004-09-15 | 2008-05-01 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァー フェーデルング デア アンゲバンテン フォルシュング エー ファー | 半導体層の再結晶化及びドーピングを同時に行うための方法並びにこの方法によって製造される半導体層構造 |
CN109449256A (zh) * | 2018-10-26 | 2019-03-08 | 含山县领创新材料科技有限公司 | 一种太阳能电池用硅基薄膜的低成本生产方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5192991A (en) | 1993-03-09 |
JP3262232B2 (ja) | 2002-03-04 |
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